isp1016實現機載導航系統的鍵盤控制 [日期：2004-12-8] 來源：國外電子元器件 作者：姜運生 [字體：控制器的設計要點，給出了接口信號及驅動程序的核心代碼。該設計具有典型性、通用性和實用性，并可用到各種鍵盤控制器中。

關鍵詞：鍵盤控制器 在線可編程 掃描線 isp1016

1 鍵盤控制器的外部接口信號

無論在任何計算機系統中，鍵盤都是最重要的輸入設備，但是普通鍵盤不能滿足機載要求。筆者在新一代電子航空圖導航系統中，用Lattice公司的ispLSI1016設計了一個4×5鍵盤控制器（以下簡稱KBC），經實際應用，該鍵盤控制器通用性較強。圖1是其鍵盤和顯示器外觀示意圖。

一航情況下，KBC應該是CPU的一個外部I/O設備，它一方面監測各按鈕狀態，另一方面接受CPU的查詢并主動向CPU請求中斷。因此，外部接口信號分CPU接口信號和鍵盤按鈕矩陣狀態信號。圖2為通用KBC外部接口信號示意圖，其定義如下：

*Reset：復位，低有效。該信號有效時將異步復位內部所有寄存器，以對KBC進行初始化；

*CLK：工作時鐘，頻率為100kHz；

*CS：片選，低有效；

*RD：讀信號，低有效；

*A0:片內地址，用于區分片內寄存器；

*INT:中斷請求，高有效。當鍵盤控制器檢測到有效按鍵時，該腳為高，當CPU讀走按鍵編碼時，KBC自動撤銷中斷請求；

*D4～D0：三態數據線；

*SL3～SL0:掃描輸出，按鍵盤矩陣的列線；

*RL4～RL0:回復線，接鍵盤矩陣的行線。

實際上，大部分矩陣鍵盤的行列是可對換的。

2 KBC接口寄存器定義及驅動程序

KBC針對CPU接口設計有2個只讀寄存器，即數據寄存器（Dreg）和狀態寄存器（Sreg）。數據寄存器用于保持有效按鍵的編碼值，該編碼值就是按鍵所在的行列；而狀態寄存器則用于保持按鍵的狀態信息，以供CPU查詢。當CPU訪問KBC時（即CS和RD同時有效）,adk A0=0，則訪問數據寄存器，否則訪問狀態寄存器。表1、表2分別是數據寄存器和狀態寄存器的定義。

表1 數據寄存器定義

D7 D6 D5D4 D3D2 D1 D0X X XCol(列值)Row(行值)

表2 狀態寄存器定義

D7 D6 D5D4 D3 D2 D1D0X X X0 0 0 0　

顯然，KBC的編程可以有2種模式，一種是軟件查詢，另一種是中斷驅動。由于本系統采用WindowNT為運行環境，KBC對應用程序透明，所以，將INT請求直接和CPU的某一空閑中斷(IRQ9)相連接，以便使驅動程序能將KBC作為一個設備打開。在初始化加載時，應將對應中斷觸發設置為電平敏感。其VC核心代碼如下：

＃define SReg 0x401 //鍵盤狀態寄存器地址

#define DReg 0x400 //鍵盤數據寄存器地址

…

BYTE SR,Key,Row,Col；

…

SR=inp(SReg)&0x1f;

//讀數據寄存器，低6位有效

Col=Key>>3；

//右移3位，提取按鍵列值

Row=Key & 0x07；//提取按鍵行值

}

至此，就可根據Row和Col的值將它翻譯為某一標準鍵，并存入NT鍵盤緩沖區。

3 KBC內部邏輯設計

內部控制邏輯設計的關鍵是掌握按鍵識別原理。圖3所示是其鍵盤識別原理圖。設計時，可將按鍵設置在行線、列線的交點上。行線通過上拉電阻接到VCC(+5V)，無按鍵時處于高電平。有按鍵時行線電平狀態由列線決定。所有列線均為高則行線高，任一列線為低則行線低。KBC處理的核心就在于確認某一行線為低時，能定位出對應的列線。

3.1 輸出掃描線（SL3..SL0）